【題目】某質(zhì)譜儀的工作原理如圖所示，帶電粒子被加速電場(chǎng)加速后，進(jìn)入速度選擇器．速度選擇器內(nèi)有相互正交的勻強(qiáng)磁場(chǎng)和勻強(qiáng)電場(chǎng)，磁場(chǎng)的磁感應(yīng)強(qiáng)度大小可在0.1B0﹣B0范圍內(nèi)變化，電場(chǎng)強(qiáng)度可在E0﹣10E0范圍內(nèi)變化，平板S上有可讓粒子通過(guò)的狹縫P和記錄粒子位置的膠片，平板S下方有磁感應(yīng)強(qiáng)度為B1的勻強(qiáng)磁場(chǎng)，求：

（1）通過(guò)速度選擇器的粒子的最大速度；
（2）若某粒子以最大速度通過(guò)速度選擇器進(jìn)入磁場(chǎng)B1中，做圓周運(yùn)動(dòng)的直徑為D，則該粒子的比荷 為多少？

【答案】
（1）解：粒子通過(guò)有相互正交的勻強(qiáng)磁場(chǎng)和勻強(qiáng)電場(chǎng)的速度選擇器，只有洛倫茲力與電場(chǎng)力相互抵消，粒子才能不發(fā)生偏轉(zhuǎn)，做勻速直線運(yùn)動(dòng)通過(guò)狹縫，所以有，qE=Bvq；

所以， ，

所以，當(dāng)E=10E0，B=0.1B0時(shí)，通過(guò)速度選擇器的粒子取得最大速度為：

；

答：通過(guò)速度選擇器的粒子的最大速度為 ；


（2）解：粒子以最大速度通過(guò)速度選擇器進(jìn)入磁場(chǎng)B1中，洛倫茲力作為向心力，所以有：

又有圓周運(yùn)動(dòng)的直徑為D，所以，該粒子的比荷為：

．

答：若某粒子以最大速度通過(guò)速度選擇器進(jìn)入磁場(chǎng)B1中，做圓周運(yùn)動(dòng)的直徑為D，則該粒子的比荷為 ．


【解析】帶電粒子經(jīng)加速后進(jìn)入速度選擇器，速度為粒子可通過(guò)選擇器然后進(jìn)入B0，打在S板的不同位置．質(zhì)譜儀工作原理應(yīng)采取分段分析的方法，即粒子加速階段，速度選擇階段，在磁場(chǎng)中運(yùn)動(dòng)階段．

練習(xí)冊(cè)系列答案
相關(guān)習(xí)題

科目：高中物理 來(lái)源： 題型：

【題目】下列說(shuō)法中正確是（　�。�
A.氣體對(duì)容器壁有壓強(qiáng)是氣體分子對(duì)容器壁頻繁碰撞的結(jié)果
B.物體溫度升高，組成物體的所有分子速率均增大
C.一定質(zhì)量的理想氣體等壓膨脹過(guò)程中氣體一定從外界吸收熱量
D.自然發(fā)生的熱傳遞過(guò)程是向著分子熱運(yùn)動(dòng)無(wú)序性增大的方向進(jìn)行的
E.飽和汽壓與分子密度有關(guān)，與溫度無(wú)關(guān)

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科目：高中物理 來(lái)源： 題型：

【題目】如圖甲所示，理想變壓器原、副線圈的匝數(shù)比為4：1，電壓表和電流表均為理想電表，原線圈接如圖乙所示的正弦交流電，圖中Rt為熱敏電阻，R為定值電阻．下列說(shuō)法正確的是（ ）

A.副線圈兩端電壓的瞬時(shí)值表達(dá)式為u′=9 sin50πt（V）
B.t=0.02s時(shí)電壓表V2的示數(shù)為9V
C.變壓器原、副線圈中的電流之比和輸入、輸出功率之比均為1：4
D.Rt處溫度升高時(shí)，電流表的示數(shù)變大，電壓表V2的示數(shù)不變

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科目：高中物理 來(lái)源： 題型：

【題目】伽利略對(duì)“自由落體運(yùn)動(dòng)”和“運(yùn)動(dòng)和力的關(guān)系”的研究，開(kāi)創(chuàng)了科學(xué)實(shí)驗(yàn)和邏輯推理相結(jié)合的重要科學(xué)研究方法．圖1、圖2分別表示這兩項(xiàng)研究中實(shí)驗(yàn)和邏輯推理的過(guò)程，對(duì)這兩項(xiàng)研究，下列說(shuō)法正確的是（　　）

A. 圖1通過(guò)對(duì)自由落體運(yùn)動(dòng)的研究，合理外推得出小球在斜面上做勻變速運(yùn)動(dòng)

B. 圖1中先在傾角較小的斜面上進(jìn)行實(shí)驗(yàn)，可“沖淡”重力，使時(shí)間測(cè)量更容易

C. 圖2中完全沒(méi)有摩擦阻力的斜面是實(shí)際存在的，實(shí)驗(yàn)可實(shí)際完成

D. 圖2的實(shí)驗(yàn)為“理想實(shí)驗(yàn)”，通過(guò)邏輯推理得出物體的運(yùn)動(dòng)需要力來(lái)維持

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科目：高中物理 來(lái)源： 題型：

【題目】“研究共點(diǎn)力的合成”的實(shí)驗(yàn)情況如圖甲所示，其中A為固定橡皮筋的圖釘，O為橡皮筋與細(xì)繩的結(jié)點(diǎn)，OB和OC為細(xì)繩，圖乙是在白紙上根據(jù)實(shí)驗(yàn)結(jié)果畫(huà)出的圖示．

（1）圖乙中的F與F′兩力中，方向一定沿AO方向的是 ．

（2）本實(shí)驗(yàn)采用的科學(xué)方法是

A．理想實(shí)驗(yàn)法 B．等效替代法

C．控制變量法 D．建立物理模型法

（3）實(shí)驗(yàn)中可減小誤差的措施有

A．兩個(gè)分力F1、F2的大小要越大越好

B．兩個(gè)分力F1、F2間夾角應(yīng)越大越好

C．拉橡皮筋時(shí)，彈簧秤、橡皮條、細(xì)繩應(yīng)貼近木板且與木板平面平行

D．AO間距離要適當(dāng)，將橡皮筋拉至結(jié)點(diǎn)O時(shí)，拉力要適當(dāng)大些．

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科目：高中物理 來(lái)源： 題型：

【題目】如圖所示，發(fā)電機(jī)的輸出電壓U1和輸電線的電阻r均不變，變壓器均為理想變壓器．隨夏季來(lái)臨，空調(diào)、冷風(fēng)機(jī)等大功率電器使用增多，下列說(shuō)法中正確的（ ）

A.變壓器的輸出電壓U2增大，且U2＞U1
B.變壓器的輸出電壓U4增大，且U4＜U3
C.輸電線損耗的功率增大
D.輸電線損耗的功率不變

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科目：高中物理 來(lái)源： 題型：

【題目】如圖所示，質(zhì)量M=2.0kg的薄木板靜止在水平桌面上，薄木板上放有質(zhì)量m=1.0kg的小鐵塊（可視為質(zhì)點(diǎn)），它離木板左端的距離為L=0.25m，鐵塊與木板間的動(dòng)摩擦因數(shù)為μ=0.2，設(shè)最大靜摩擦力等于滑動(dòng)摩擦力．現(xiàn)用一水平向右的拉力作用在木板上，使木板和鐵塊由靜止開(kāi)始運(yùn)動(dòng)，g取10m/s2．

(1)若桌面光滑，拉力大小恒為F1=4.8N，求小鐵塊運(yùn)動(dòng)的加速度大�。�

(2)若木板以4.0m/s2的加速度從鐵塊下抽出，求抽出過(guò)程所經(jīng)歷的時(shí)間t；

(3)若桌面與薄木板間的動(dòng)摩擦因數(shù)也為μ，則拉力F2的大小滿足什么條件才能將木板從鐵塊下抽出？

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科目：高中物理 來(lái)源： 題型：

【題目】如圖所示，拿一個(gè)長(zhǎng)約1.5 m的玻璃筒，一端封閉，另一端有開(kāi)關(guān)，把金屬片和小羽毛放到玻璃筒里．把玻璃筒倒立過(guò)來(lái)，觀察它們下落的情況，然后把玻璃筒里的空氣抽出，再把玻璃筒倒立過(guò)來(lái)，再次觀察它們下落的情況，下列說(shuō)法正確的是(　　)

A. 玻璃筒充滿空氣時(shí)，金屬片和小羽毛下落一樣快

B. 玻璃筒充滿空氣時(shí)，金屬片和小羽毛均做自由落體運(yùn)動(dòng)

C. 玻璃筒抽出空氣后，金屬片和小羽毛下落一樣快

D. 玻璃筒抽出空氣后，金屬片比小羽毛下落快

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科目：高中物理 來(lái)源： 題型：

【題目】氣墊導(dǎo)軌上有很多小孔，氣泵送來(lái)的壓縮空氣從小孔噴出，使得滑塊與導(dǎo)軌之間有一層薄薄的空氣，兩者不會(huì)直接接觸。這樣，滑塊運(yùn)動(dòng)時(shí)受到的阻力很小，可忽略不計(jì)。為測(cè)定氣墊導(dǎo)軌上滑塊的加速度，滑塊上安裝了寬度為3.0cm的遮光條，如圖所示。滑塊在傾斜的氣墊導(dǎo)軌頂端由靜止釋放，先后通過(guò)兩個(gè)光電門，配套的數(shù)字計(jì)時(shí)器記錄了遮光條通過(guò)第一個(gè)光電門的時(shí)間t1＝0.015s，通過(guò)第二個(gè)光電門的時(shí)間t2＝0.010s，遮光條從開(kāi)始遮住第一個(gè)光電門到開(kāi)始遮住第二個(gè)光電門的時(shí)間t＝0.200s。

(1)求滑塊的加速度大�。�

(2)若使滑塊以3.2m/s的初速度由氣墊導(dǎo)軌的底端出發(fā)向上運(yùn)動(dòng)，請(qǐng)通過(guò)計(jì)算分析說(shuō)明滑塊是否能到達(dá)1.5m長(zhǎng)的氣墊導(dǎo)軌的頂端。

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